UPS電源系統(tǒng)電力工程論文
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一、ups的作用
UPS電源的作用主要有兩個(gè)：一是應(yīng)急使用，防止突然斷電而影響設(shè)備正常工作，給用電設(shè)備造成損害；二是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電力線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為用電設(shè)備提供高質(zhì)量的電源。UPS的主要作用就是在電力供電系統(tǒng)停電時(shí)為用電設(shè)備提供不間斷的供電，保證設(shè)備的正常使用。UPS主要由整流系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、變換系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)四個(gè)部份組成，在電力供電系統(tǒng)供電時(shí)整流系統(tǒng)就是一個(gè)將交流電（AC）轉(zhuǎn)化為直流電（DC）的裝置，經(jīng)濾波穩(wěn)壓后供給逆變器或者.給儲(chǔ)能系統(tǒng)提供充電，起到充電器的作用。儲(chǔ)能系統(tǒng)就是UPS用來(lái)作為儲(chǔ)存電能的裝置，它由若干個(gè)蓄電池串聯(lián)而成，容量的大小決定了其維持放電（供電）的時(shí)間，主要功能是在電力供電系統(tǒng)正常時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部；在電力供電系統(tǒng)故障時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載。變換系統(tǒng)是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置，它由逆變橋、控制邏輯電路和濾波電路組成。開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)是一種無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，用可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開(kāi)關(guān)，其閉合和斷開(kāi)由邏輯控制器控制，分為轉(zhuǎn)換型和并機(jī)型兩種，轉(zhuǎn)換型開(kāi)關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實(shí)現(xiàn)從一路電源到另一路電源的自動(dòng)切換；并機(jī)型開(kāi)關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與電力供電線路或多臺(tái)逆變器的系統(tǒng)中。
二、UPS的使用管理
當(dāng)我們?cè)谑褂肬PS電源系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)該掌握正確的使用方法，這樣不僅可以對(duì)UPS電源系統(tǒng)起到保護(hù)的作用，也更有利于UPS電源系統(tǒng)的使用壽命。正確的管理UPS電源系統(tǒng)，可以從以下幾個(gè)方面入手：
1、定期的對(duì)UPS電源進(jìn)行檢查
在使用UPS電源系統(tǒng)的時(shí)候，不僅要定期的對(duì)整個(gè)UPS電源的各個(gè)系統(tǒng)的主要元件進(jìn)行檢查，還要對(duì)UPS電池組的各個(gè)電池單元端電壓與內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)其電池組的某個(gè)電池單元的端電壓差值>0.4V或者內(nèi)阻>0.08歐姆的時(shí)候，就應(yīng)該對(duì)工作異常的電池單元斷開(kāi)其與電池組的接連導(dǎo)線，使用外置的獨(dú)立充電器對(duì)工作異常的電池單元進(jìn)行單獨(dú)充電，將其充電電壓（對(duì)12V蓄電池而言）保持在13.5—13.8V之間，充電時(shí)間控制在10—12小時(shí)。需要注意的是，UPS電源因?yàn)樵谶\(yùn)行使用的過(guò)程中，電池組內(nèi)的各個(gè)電池單元的充電會(huì)不一致，可能產(chǎn)生電池單元的端電壓以及電池內(nèi)阻的不平衡，這些是無(wú)法依靠UPS電源系統(tǒng)內(nèi)部充電回路對(duì)其充電而得到消除和校正的，若是沒(méi)有及時(shí)的對(duì)以上不平衡的電池單元進(jìn)行脫機(jī)均衡充電的話(huà)，其因素可能導(dǎo)致上述的問(wèn)題更加嚴(yán)重，所以對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)充電可以將本電池單元的內(nèi)阻恢復(fù)到0.03歐姆之內(nèi)，而在充完電的時(shí)候及時(shí)將電池單元接入到電池組中，用UPS充電系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一充電。
2、首次充電
當(dāng)使用新的UPS電源時(shí)，使用之前應(yīng)該在無(wú)負(fù)載狀態(tài)下直接對(duì)電池充電12小時(shí)左右。若UPS電源長(zhǎng)時(shí)間處于浮充態(tài)，而沒(méi)有發(fā)生放電操作時(shí)，這時(shí)整個(gè)UPS則為儲(chǔ)電狀態(tài)，若是這種狀態(tài)保持太久，就可能會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期處于儲(chǔ)蓄狀態(tài)使電池功能下降，久而久之電池就會(huì)慢慢失效或者報(bào)廢。建議在三個(gè)月左右的時(shí)間內(nèi)采用UPS的電池向設(shè)備供電一次，使UPS的電池正常放電，電池放電電壓一般控制在允許最低放電電壓以上為宜。
3、充電時(shí)機(jī)的選擇
為了防止UPS電源的電池單元因?yàn)殚L(zhǎng)期充電不足而使UPS電源過(guò)早損壞，使用UPS的用戶(hù)應(yīng)該盡可能的將電池充電時(shí)間安排在夜間進(jìn)行，從而保證電池在放電后有足夠的時(shí)間和穩(wěn)定的電壓對(duì)電池進(jìn)行充電。
4、使用UPS電源應(yīng)防止過(guò)度放電
眾所周知，在UPS電源的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該盡量的減少過(guò)度放電次數(shù)，因?yàn)殡姵氐倪^(guò)度放電次數(shù)直接影響著電池壽命的長(zhǎng)短，那么如何來(lái)控制UPS電源的過(guò)度放電次數(shù)呢？可以這樣入手，當(dāng)電力供電系統(tǒng)停電由UPS蓄電池組向其逆變器輸出電流時(shí)，UPS電源一般情況下會(huì)有間隔4—5秒的時(shí)間發(fā)出一次警報(bào)聲，提示用戶(hù)UPS電源處于電池供電狀態(tài)；當(dāng)警報(bào)聲的時(shí)間周期變得很短時(shí)，則表明電池已進(jìn)入或即將過(guò)度放電狀態(tài)，在這個(gè)時(shí)候，應(yīng)該在UPS電源過(guò)度放電前做好應(yīng)急處理，及時(shí)采用發(fā)電機(jī)組代替電力供電系統(tǒng)向UPS電源進(jìn)行供電，從而可以避免UPS電池組的過(guò)度放電，如果UPS電池組的過(guò)度放電而沒(méi)有得到及時(shí)有效的修復(fù)，將會(huì)減少UPS電池組的使用壽命。
5、選擇合適的充電保護(hù)工作點(diǎn)
目前使用的UPS電源一般都是采用免維護(hù)式的密封蓄電池。充電系統(tǒng)基本上都是采用恒壓載止充電回路，該電路可以對(duì)電池設(shè)置過(guò)壓保護(hù)工作點(diǎn)，對(duì)電池起到了很好的保護(hù)作用，但是不可將保護(hù)工作點(diǎn)設(shè)置的過(guò)高或過(guò)低，因?yàn)楸Ｗo(hù)工作點(diǎn)的高低可能直接導(dǎo)致電池的過(guò)充或者充電不足。在很多情況下由于充電保護(hù)工作點(diǎn)的選擇不當(dāng)，導(dǎo)致充電時(shí)對(duì)電池造成過(guò)流或過(guò)壓，使電池壽命大減，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致電池膨脹變形，甚至爆炸，直接威脅到人身和財(cái)產(chǎn)的安全。
6、保持室內(nèi)溫度
很多電池生產(chǎn)廠家，在生產(chǎn)電池的時(shí)候，一般情況下都是根據(jù)不同環(huán)境溫度來(lái)測(cè)定電池的工作環(huán)境，因此電池的工作環(huán)境對(duì)電池的儲(chǔ)電容量有著直接的密切聯(lián)系，UPS電源對(duì)環(huán)境溫度的要求較高，一般為0～40℃，最佳溫度為25℃±5%。溫度過(guò)高，逆變器將會(huì)停止工作并報(bào)警，同時(shí)也影響電池的壽命；溫度過(guò)低，將影響蓄電池的輸出能力。夏季氣溫很高，若通風(fēng)不好，設(shè)備本身運(yùn)行所產(chǎn)生的大量熱量不能及時(shí)排出，溫度將迅速上升，若超過(guò)55℃，逆變器將停止工作。溫度過(guò)高或者過(guò)低的工作環(huán)境，將直接影響著UPS電源系統(tǒng)的壽命和工作性能。
三、UPS的維護(hù)
在UPS電源使用過(guò)程中，不僅要正確的使用，還需要經(jīng)常對(duì)UPS電源系統(tǒng)進(jìn)行正確的維護(hù)與保養(yǎng)。從而提高UPS電源的工作壽命與可靠性。
1、定期進(jìn)行維護(hù)
根據(jù)上述分析不難發(fā)現(xiàn)，UPS電源的工作環(huán)境直接影響著UPS電源的壽命與工作質(zhì)量，所以在使用UPS電源時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)其周?chē)h(huán)境進(jìn)行定期檢查或檢測(cè)，若是環(huán)境變化大，溫度和濕度過(guò)低或過(guò)高可能直接對(duì)UPS的正常工作造成影響。同時(shí)還應(yīng)該定期保養(yǎng)電池組，延長(zhǎng)UPS電池組的壽命。
2、做好負(fù)載連接
UPS電源的負(fù)載連接正確與否是十分重要的，因?yàn)殡姵亟M的電流很大，在連接與維護(hù)的時(shí)候要使用絕緣效果好的專(zhuān)用工具，而在連接電路時(shí)，必須遵守產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或使用手冊(cè)中的有關(guān)規(guī)定，保證所接的火線、零線、地線符合要求，用戶(hù)不得隨意改變其相互的順序，應(yīng)按照地線、零線、火線的順序進(jìn)行正確可靠的連接。
3、注意事項(xiàng)
①?lài)?yán)格按照正確的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行操作，避免因負(fù)載突然加載或突然減載使UPS電源的電壓輸出波動(dòng)大，而使UPS電源無(wú)法正常工作。②嚴(yán)禁頻繁地關(guān)閉和開(kāi)啟UPS電源：一般要求在關(guān)閉UPS電源后，至少等待6秒鐘后才能再次開(kāi)啟UPS電源，否則UPS電源可能進(jìn)入“啟動(dòng)失敗”的狀態(tài)，即UPS電源進(jìn)入既無(wú)電力供電輸出，又無(wú)逆變輸出的狀態(tài)。③禁止超負(fù)載使用：一般UPS電源的最大啟動(dòng)負(fù)載最好控制在滿(mǎn)載80%之內(nèi)，如果超載使用，在逆變狀態(tài)下，經(jīng)常會(huì)擊穿逆變管。將UPS電源的負(fù)載控制在30~60%額定輸出功率范圍內(nèi)較為合適。④電池的放電要求：一般UPS對(duì)電池放電有保護(hù)措施，但電池放電至保護(hù)關(guān)機(jī)后，電池又可以恢復(fù)到一定的電壓值，但這時(shí)不要重新開(kāi)機(jī)，否則會(huì)造成電池過(guò)放電，UPS的電池必須重新充電后才能投入正常使用。